Arq. Bras. Med. Vet. Zootec., v.62, n.2, p.445-452, 2010
Xilanase e -glucanase na digestibilidade aparente de nutrientes do triticale pela Tilápia-do-nilo [Xylanase and beta-glucanase on nutrient aparent digestibility of triticale by Nile tilapia]
L. Tachibana¹, L.G.Q. Pinto²,3, G.S. Gonçalves4, L.E. Pezzato3 1
APTA - Pólo Vale do Ribeira Caixa Postal 122 11900-970 – Registro, SP 2 Universidade Nacional de Colômbia – Bogotá, Col 3 Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia - UNESP – Botucatu, SP 4 APTA - Instituto de Pesca – São Paulo, SP
RESUMO Avaliou-se o efeito de diferentes níveis do composto enzimático Natugrain Blend L®, que contém endoxilanase e endo-beta-glucanase, sobre a digestibilidade dos nutrientes e a energia do triticale pela tilápiado-nilo. O método para a determinação da digestibilidade foi o indireto, utilizando-se o óxido de crômio III (0,10%). O delineamento experimental foi inteiramente ao acaso, com cinco tratamentos e três repetições. O nível de substituição da dieta-referência foi 50,0% pelo triticale. Os tratamentos foram 0,0; 150,0; 300,0; 450,0 e 600,0mg kg-1 de Natugrain Blend L, que contém 800 unidades g-1 de endo-1,3(4)-glucanase (BGU) e 36.600 unidades g-1 de endo-1,4--xylanase (EXU). Os coeficientes de digestibilidade aparente foram: da matéria seca, 76,42; 74,01; 83,39; 82,97 e 78,34%; da proteína bruta 88,19; 88,39; 90,52; 92,05 e 88,34%, da energia bruta 75,93; 71,31; 81,78; 80,27 e 78,62%, respectivamente, para os níveis de inclusão na dieta 0,0; 150,0; 300,0; 450,0 e 600,0mg kg -1 de Natugrain Blend L.Os resultados demonstram que 300mg kg-1 do complexo de enzimas foi suficiente para aumentar o coeficiente de digestibilidade aparente da matéria seca. O composto de enzimas pode ser utilizado para aumentar a eficiência de aproveitamento dos nutrientes do triticale. Palavras-chave: peixe, Oreochromis niloticus, enzimas, Triticum turgisecale ABSTRACT The effects of different levels of Natugrain Blend L® enzymatic compound on triticale nutrients and energy digestibility by Nile tilapia were evaluated. The digestibility was indirectly determined with chromic oxide III (0.10%) as an external marker. The level of substitution by triticale in the reference diet was 50%. The treatments were 0, 150, 300, 450, and 600g kg of Natugrain Blend L, which contains 800 units g-1 of endo-1,3(4)--glucanase (BGU) and 36.600 units g-1 of endo-1,4--xylanase (EXU). The apparent digestibility coefficients were: dry matter 76.42, 74.01, 83.39, 82.97, and 78.34%; crude protein 88.19, 88.39, 90.52, 92.05, and 88.34%; crude energy 75.93, 71.31, 81.78, 80.27, and 78.62%, respectively to inclusion levels of 0.0, 150.0, 300.0, 450.0, and 600.0mg kg-1 of Natugrain Blend L in diet. Results demonstrated that 300mg kg-1 of enzymes were enough to increase the dry matter apparent digestibility coefficient and energy. The enzyme compound can be used to increase the efficiency of triticale feed utilization. Keywords: fish, Oreochromis niloticus, enzymes, Triticum turgisecale
Recebido em 19 de novembro de 2009 Aceito em 31 de março de 2010 Email:
[email protected]
Tachibana et al.
INTRODUÇÃO O triticale (Triticum turgisecale) é um cereal desenvolvido a partir da hibridação do trigo com o centeio. Possui, como principais características, maior teor proteico em relação ao milho e menor teor de fibras, no entanto herdou componentes antinutricionais dos cereais de origem como os polissacarídeos não amiláceos (PNA) (Conte et al., 2003). Os PNA são geralmente encontrados nos cereais como: centeio, cevada, trigo, triticale, aveia, arroz e, ainda, em algumas leguminosas. São constituintes da parede celular dos alimentos de origem vegetal e não podem ser digeridos pelos peixes, pois são resistentes à hidrólise enzimática no trato gastrintestinal. A incapacidade de digerir tais compostos reduz a energia digestível e prejudica, ainda, a absorção de outros nutrientes (Conte et al., 2003). Os PNA são representados pela pectina, celulose, lignina, arabinoxilanas (pentoses) e -glucanos. As frações solúveis dos -glucanos e dos arabinoxilanas nos cereais são consideradas como de maior importância na interferência da capacidade de utilização dos nutrientes da dieta (Classen, 1996). Os efeitos desses PNA são: aumento da viscosidade do quimo no intestino, proteção do alimento contra os ataques de enzimas digestivas, diminuição da digestibilidade da gordura pela inativação dos sais biliares e aumento na secreção pancreática de enzimas (Classen, 1996). A utilização de enzimas microbianas na alimentação animal é a forma mais eficiente para aumentar o aproveitamento do carboidrato dos cereais que contém antinutricionais (Classen, 1996). As enzimas xilanase e glucanase são produzidas a partir dos microrganismos do gênero Aspergillus (Products..., 2003). O nível de hidrólise necessária para aumentar o valor nutricional dos cereais é importante para determinar o tipo e a quantidade da enzima a ser utilizada (Classen, 1996). A viscosidade e/ou a encapsulação são os maiores efeitos do glucano e das arabinoxilanas, e apenas uma pequena fenda na molécula pesada do substrato é necessária para a enzima exógena aumentar a disponibilidade dos nutrientes (White et al., 1983; Campbell et al., 1986, citado por Classen, 1996).
446
Na nutrição animal, a utilização de enzimas digestivas exógenas tem mostrado bons resultados para o aumento da eficiência de utilização dos nutrientes. Em aves de corte, a utilização da xilanase (0,10% - aproximadamente 4.000 Unidade de Endo-Xilanase - EXU) na dieta melhorou a conversão alimentar (1,56 para 1,47) quando as aves receberam dieta contendo 15,0% de farelo de arroz (Conte et al., 2003). Em suínos, os coeficientes de digestibilidade da matéria seca e do nitrogênio foram aumentados quando se incluiu 0,1% (4.000 Unidades de Endo-Xilanase g-1 - EXU) de xilanase, derivada de Trichoderma longibrachiatum, em ração contendo cevada, trigo e centeio, alimentos com grande quantidade de PNA (Dersjant-Li et al., 2001). Ainda, em suínos, Hauschild et al. (2008) obsevaram aumento na proteína digestível da ração quando se adicionou o complexo enzimático (xylanase e beta-glucanase). Alguns autores não obtiveram êxito com a utilização das enzimas exógenas, principalmente quando se avaliaram animais adultos, que possuem grande capacidade para digerir fibra dietética. Em suínos, Diebold et al. (2005) não observaram efeito positivo da inclusão de xilanase em dietas contendo, aproximadamente, 60% de trigo, e Högberg e Lindenberg (2004), ao trabalharem com ração contendo alto e baixo nível de PNA, oriundo principalmente do triticale, com e sem enzimas (endo-xilanase + beta-glucanase), verificaram aumento da proporção molar de ácido lático no íleo e diminuição de ácido acético em suínos, indicando mudança de dominância de bactérias do trato gastrintestinal. A avaliação das enzimas digestivas em peixes é necessária para aumentar a eficiência de utilização dos nutrientes, reduzir o impacto ambiental e o custo de produção. O objetivo deste trabalho foi avaliar o coeficiente de digestibilidade aparente dos nutrientes e da energia do triticale com a inclusão das enzimas endo-1,3(4)--glucanase e endo-1,4--xylanase na forma do produto comercial Natugrain Blend L® (Basf - Ludwigshafen, Ger) em diferentes níveis. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi realizado na Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Departamento
Arq. Bras. Med. Vet. Zootec., v.62, n.2, p.445-452, 2010
Xilanase e -glucanase...
de Melhoramento e Nutrição, Laboratório de Nutrição de Organismos Aquáticos – Aquanutri, unidade integrada ao Centro de Aquicultura da UNESP. Cento e vinte tilápias, média de peso de 112,0022,00g, foram alojadas em gaiolas de formato circular (80,0cm de diâmetro e 60,0cm de altura), confeccionadas em tela plástica (malha de 1,5cm entre-nós) instaladas em 10 aquários circulares de alimentação com formato cilíndrico e capacidade para 250L. Foram utilizados cinco aquários para coleta de fezes com fundo cônico, para favorecer a decantação das fezes, que eram coletadas no fundo do áquario em recipiente de 300mL. Tanto os aquários de alimentação quanto os de coleta de fezes eram ligados a um sistema de recirculação contínua de água, com filtro físico, biológico e temperatura controlada a 27,00,5C. Os peixes foram inicialmente alimentados durante cinco dias com as dietas a serem testadas, para aclimatação. Posteriormente, no período matutino, foram alimentados a cada duas horas. No período vespertino, a alimentação dos peixes que entrariam na coleta de fezes foi intensificada a cada hora. No final de cada tarde (18 horas), cinco gaiolas eram transferidas para os aquários de coleta de fezes, onde permaneceram até a manhã do dia seguinte, quando, então, eram devolvidas ao respectivo aquário de alimentação. Somente após 24 horas
os peixes seriam utilizados para nova coleta de fezes, em alternância com os peixes das outras cinco gaiolas. As fezes de cada aquário de coleta foram secas em estufa a 55,0ºC, moídas em micro-moinho e conservadas a -20,0ºC. Coletaram-se pelo menos 5g de fezes (matéria seca) por repetição, usandose dois grupos de peixes em intervalo de 24 horas. Esse manejo, em que os peixes se alimentam em um sistema independente do utilizado para a coleta de fezes, evita a contaminação do material colhido com sua respectiva ração, conforme metodologia proposta por Pezzato et al. (2002). O processo de limpeza de todo o sistema, 15 minutos após a última refeição, permitiu preparar os aquários para uma nova coleta (dia seguinte). A inclusão do triticale na dieta-referência (Tab. 1) foi de 50%, e utilizou-se como marcador externo 0,1% de óxido de crômio III. O composto de enzimas, Natugrain Blend L, na forma líquida, foi pesado em balança analítica de precisão de quatro casas, para fornecer a concentração exata da enzima, diluído em 500mL de água e adicionado e misturado à ração. A dieta foi processada em peletizadora experimental e seca em estufa com ventilação forçada a 55°C durante 24h.
Tabela 1. Composição percentual das dietas-referência e teste DietaNatugrain Blend L (mg kg-1) Alimento referência 0,0 150,0 300,0 450,0 Triticale Albumina Gelatina Amido de milho a -celulose Antioxidante (BHT) Óleo de soja Fosfato bicálcico NaCl Supl. min. e vit.¹ Óxido de crômio III
32,00 7,70 44,58 6,00 0,02 6,00 3,00 0,10 0,50 0,10
50,0 16,00 3,85 22,24 3,00 0,01 3,00 1,50 0,05 0,25 0,10
50,00 16,00 3,85 22,23 3,00 0,01 3,00 1,50 0,05 0,25 0,10
50,0 16,00 3,85 22,22 3,00 0,01 3,00 1,50 0,05 0,25 0,10
50,0 16,00 3,85 22,20 3,00 0,01 3,00 1,50 0,05 0,25 0,10
600,0 50,0 16,00 3,85 22,19 3,00 0,01 3,00 1,50 0,05 0,25 0,10
¹
Quantidade por kg de suplemento: vitA 1200000UI; vitD3 200000UI; vitE 12000mg; vitK3 2400mg; vitB1 4800mg; vitB2 4800mg; vitB6 48000mg; B12 4800mg; ác. fólico 1200mg; ác. pantotênico 12000mg; vitC 48mg; biotina 48mg; colina 65mg; niacina 24000mg; Fe 10000mg; Cu 600mg; Mn 4000mg; Zn 6000mg; I 20mg; Co 2mg e Se 20mg.
Arq. Bras. Med. Vet. Zootec., v.62, n.2, p.445-452, 2010
447
Tachibana et al.
Os tratamentos utilizados foram 0, 150, 300, 450 e 600mg kg-1 de Natugrain Blend L, que continha 800 unidades g-1 de endo-1,3(4)--glucanase (BGU) e 36.600 unidades g-1 de endo-1,4-xylanase (EXU). A unidade BGU é definida como a atividade necessária para liberar 0,258 micromol de açúcar reduzido (equivalente em glicose) por minuto, em solução que contém 0,5% de -glucano, pH 3,5 e temperatura de 40°C, e a EXU definida como a atividade necessária para liberar 1,00 micromol de açúcar reduzido (medido como equivalente em xilose) por minuto, em solução que contém 0,5% de arabinoxilanas, pH 3,5 e temperatura de 40°C (Products..., 2003). As análises realizadas nas dietas e nas fezes foram: matéria seca, proteína bruta, óxido de crômio e energia bruta para calcular os coeficientes de digestibilidade aparente. As análises para determinação da concentração de crômio nas fezes e nas rações foram realizadas a partir da mineralização ácida das amostras em blocos digestores (nítrico-perclórica) e posterior quantificação do crômio por espectrofotometria de absorção e coloração por difenilcarbazida (Graner, 1972). As análises quimicobromatológicas das rações e das fezes foram realizadas no Laboratório de Bromatologia do Departamento de Melhoramento e Nutrição Animal da FMVZ. A proteína bruta (PB) foi analisada pelo método de Kjeldhal (Nx6,25), a matéria seca (MS) o foi em estufa a 105°C durante 24h segundo AOAC (Official..., 1984) e a energia bruta (EB) com bomba calorimétrica (Parr Inst. Co. – Moline, Ill, EUA). Os coeficientes de digestibilidade aparente (CDA) da MS, PB, EB das rações foram calculados com base no teor de Cr2O3 da ração e das fezes, segundo o método de determinação do CDA, conforme a fórmula (Austreng, 1978): %Cr2 O 3 r Da (n) 100 - 100 %Cr2 O 3 f
%N f %N r
, em que
Da(n) = digestibilidade aparente do nutriente; Cr2O3r = % de óxido de crômio na ração; Cr2O3f = % de óxido de crômio nas fezes; N r = nutrientes na ração; Nf = nutriente nas fezes. O CDA dos nutrientes e da energia do triticale foram calculados de acordo com a equação, proposta por Kleiber (1961), modificada por Forster (1999):
448
CDANing.
(a b) CDANteste a CDANref .
,
b
em que CDANing.= coeficiente de digestibilidade aparente do nutriente no ingrediente; CDANteste= coeficiente de digestibilidade aparente do nutriente da dieta-teste; CDANrefer.= coeficiente de digestibilidade aparente do nutriente da dietareferência; a = contribuição de nutrientes da dieta referência ao conteúdo de nutrientes da dieta-teste; b = contribuição de nutrientes do ingrediente-teste ao conteúdo de nutrientes da dieta-teste; a + b = nível do nutriente da dietateste. O delineamento experimental foi o inteiramente ao acaso, com cinco tratamentos (níveis de Natugrain Blend L) e três repetições. Os dados foram submetidos a análises de variância e, posteriormente, ao teste Tukey, utilizando-se o programa estatístico SAS. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os valores da composição químicobromatológica do triticale foram: matéria seca = 87,71%; proteína bruta = 12,71% e energia bruta = 3.900kcal kg-1, valores próximos aos encontrados na literatura (Hughes, 1990; De Brum et al., 2000; Furlan et al., 2004), e tornam o triticale um bom substitituto do milho, pois possui concentração maior de proteínas na composição. Os CDA do triticale avaliados com ração purificada contendo diferentes níveis do composto de enzimas Natugrain Blend L são apresentados na Tab. 2. Houve diferenças (P
